복합 소재를 가공할 때 발생되는 문제점은 어떤 것이 있나요?
기계가공을 하다보면 복합 소재로 된 공장물을 가공해야 할 때가 있는데 이때 발생되는 문제점은 어떤 것들이 있는지 알려주세요. 그리고 그 해결 방안도 알려주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
복합 소재 가공시 주요 문제점은 재료의 이질성으로 인한 절삭 불균형, 마찰 증가, 열 축적, 표면 손상, 그리고 층간 박리 등이있습니다. 섬유와 매트릭스가 서로 다른 경도와 성질을 가져 가공중에 섬유가 뽑히거나 매트릭스가 녹아내릴수있습니다. 또한, 절삭 공구의 마모가 빠르고 진동이 발생하기 쉽습니다.
해결 방안으로는 저속 절삭, 적절한 냉각제 사용, 공구 재질과 형상 최적화, 진동 최소화를 위한 가공 조건 조절, 그리고 복합 소재 전용 공구 사용이 효과적입니다 또한, 가공 전에 재료 특성을 충분히 분석하고, 가공방법을 설계하는것이 중요합니다.
복합 소재 가공 시 발생하는 문제점은 재료의 비균질성, 열 변형, 공구 마모, 표면 품질 저하 등이 있습니다. 서로 다른 물질이 결합된 복합 소재는 가공 중 재료 특성이 달라 가공 난이도가 높아지게 되는데요. 해결 방안으로는 적합한 절삭 공구 선택, 적절한 절삭 속도와 냉각 방식 사용, 재료별로 다른 가공 조건을 적용하는 것이 중요합니다. 이를 통해 가공 품질을 유지하고 공구 수명을 연장할 수 있습니다.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
복합 소재를 가공 문제점
재료 간 경도 차이
층간 분리
공구 마모
열 발생
표면 품질 저하
해결방안
최적화된 공구 선택
가공 매개변수 조정
냉각 기술 적용
지지 구조물 활용
고속 가공 기술
나노 기술 활용
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
복합소재는 두 종류 이상의 소재를 복합하여 우수한 성질을 갖도록 한 재료로서
대표적으로
탄소섬유와 레진(Resin)으로 이루어진 탄소섬유강화 수지(CFRP)과
유리섬유와 레진의 복합재인 유리섬유 강화 플라스틱(GFRP)이 있으며
요사이에는 탄소섬유 또는 아라미드 섬유를 수지 중에 함유시켜
강도를 향상시킨 복합재료가 공업제품 소재로 사용되어 왔습니다.
1, 문제점
탄소섬유의 높은 경도 때문에 여러가지 가공결험이 발생
딜라미 네이션 - 수지와 섬유의 접착이 분리되어 들뜸
스플린터링 - 절단면이 부스러짐
치수오차
낮은 표면 품질
공구마모
또한 높은 강도와 탄성계수, 이종재의 불균질성은 과도한 진동을 유발시키고,
복합소재의 구조적 요소는 표면박리, 뜯김, 버(Burr)와 같은 가공결함을 발생시킵니다.
2, 해결책
CFRP 전용 가공 장비 도입
공구냉각을 토한 홀 벽면 결함 감소
다이아몬드 입자를 절삭날에 전착시킨 공구 사용
열발생을 줄이기 위한 절삭공구 디자인
( 샤프한 절삭날, 하이 포지티프 레이크 앵글/여유각 )
등으로 정리 가능하겠습니다.
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
복합소재를 인위적으로 붙이는 공정일 경우 두 소재 접합부에 응력이 존재하여 재대로 결합이 되지 않을 수 있습니다. 이에 따라 응력을 따로 풀어주는 공정이 필요하기도 합니다.
안녕하세요. 박온 전문가입니다.
복합 소재를 가공할 때는 몇 가지 문제가 생길 수 있습니다. 첫째, 재료의 불균일성 때문에 가공이 어려울 수 있습니다. 서로 다른 재료 특성 때문에 절삭이 일정하지 않게 되죠. 둘째, 공구 마모가 빨리 진행됩니다. 복합 소재는 강도가 높아 공구 수명이 짧아질 수 있습니다. 셋째, 가공 중 발생하는 열로 인해 소재가 변형되거나 손상될 수 있습니다. 마지막으로, 층간 분리현상이 발생할 수 있습니다.
해결 방안으로는, 재료 특성에 맞는 공구 선택과 가공 조건을 설정하고, 내마모성이 높은 공구를 사용해야 합니다. 또한, 가공 시 냉각을 충분히 해주고, 열 축적을 줄이기 위한 저속 가공을 고려해야 합니다. 층간 분리 방지를 위해서는 가공 속도와 압력을 적절히 조절하는 것이 중요합니다.
안녕하세요. 김민선 전문가입니다.
일반적으로 복합소재는 단순 가공 소재에 비해 가공하는데 있어 가공 기술의 복잡합니다. 복합소재 자체가 여러가지 재료가 결합된 형태이기에 가공 복잡성과 작업자의 수련도가 많이 필요합니다. 그럼에 따라 비용 문제도 발생합니다. 일반 가공대비 인력 및 기술에 숙련도가 요함에 따라 비용이 비쌉니다.
그리고 복합소재 가공시 열에 대한 반응이 소재에 따라 다르기 때문에 가공 중 열 변형이나 손상이 발생할 수 있습니다. 또한 복합소재 가공 시 발생하는 유해물질이나 폐기물 처리 문제가 있습니다. 특히 복합소재의 경우 섬유가 날리거나 분진이 발생할 수 있어 환경적인 문제의 영향도 끼칠 수 있습니다.